ცელულოზის ეთერები მზა ნაღმტყორცნების დანამატებში

1. ცელულოზის ეთერის ძირითადი ფუნქცია

მზა ნაღმტყორცნებში ცელულოზის ეთერი არის მთავარი დანამატი, რომელიც ემატება ძალიან მცირე რაოდენობით, მაგრამ შეუძლია მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს სველი ნაღმტყორცნების მოქმედება და გავლენა მოახდინოს ნაღმტყორცნების კონსტრუქციულ შესრულებაზე.

2. ცელულოზის ეთერების სახეები

ცელულოზის ეთერის წარმოება ძირითადად ხდება ბუნებრივი ბოჭკოებისგან ტუტე დაშლის, მყნობის რეაქციის (ეთერიფიკაციის), გარეცხვის, გაშრობის, დაფქვის და სხვა პროცესების მეშვეობით.

ძირითადი ნედლეულის მიხედვით ბუნებრივი ბოჭკოები შეიძლება დაიყოს: ბამბის ბოჭკო, კედარის ბოჭკო, წიფლის ბოჭკო და ა.შ. მათი პოლიმერიზაციის ხარისხი განსხვავდება, რაც გავლენას ახდენს მათი პროდუქციის საბოლოო სიბლანტეზე. ამჟამად, ცელულოზის ძირითადი მწარმოებლები ძირითად ნედლეულად იყენებენ ბამბის ბოჭკოს (ნიტროცელულოზის ქვეპროდუქტს).

ცელულოზის ეთერები შეიძლება დაიყოს იონურ და არაიონურ. იონური ტიპი ძირითადად მოიცავს კარბოქსიმეთილცელულოზის მარილს, ხოლო არაიონური ტიპი ძირითადად მოიცავს მეთილის ცელულოზას, მეთილის ჰიდროქსიეთილის (პროპილ) ცელულოზას, ჰიდროქსიეთილცელულოზას და ა.შ.

ამჟამად, მზა ნაღმტყორცნებში გამოყენებული ცელულოზის ეთერები ძირითადად არის მეთილის ცელულოზის ეთერი (MC), მეთილის ჰიდროქსიეთილცელულოზის ეთერი (MHEC), მეთილის ჰიდროქსიპროპილ ცელულოზის ეთერი (MHPG), ჰიდროქსიპროპილ მეთილის ცელულოზის ეთერი (HPMC). მზა ნაღმტყორცნებში, რადგან იონური ცელულოზა (კარბოქსიმეთილცელულოზის მარილი) არასტაბილურია კალციუმის იონების არსებობისას, იშვიათად გამოიყენება მზა პროდუქტებში, რომლებიც ცემენტის მასალად იყენებენ ცემენტს, ჩამქრალ კირს და ა.შ. ზოგიერთ ადგილას ჩინეთში, კარბოქსიმეთილცელულოზის მარილი გამოიყენება როგორც გასქელება ზოგიერთი შიდა პროდუქტისთვის დამუშავებული მოდიფიცირებული სახამებლით, როგორც ძირითადი ცემენტის მასალა და Shuangfei ფხვნილი, როგორც შემავსებელი. ეს პროდუქტი მიდრეკილია ჭუჭყისკენ და არ არის მდგრადი წყლის მიმართ და ახლა ეტაპობრივად იხსნება. ჰიდროქსიეთილის ცელულოზა ასევე გამოიყენება ზოგიერთ მზა პროდუქტში, მაგრამ აქვს ძალიან მცირე ბაზრის წილი.

3. ცელულოზის ეთერის მუშაობის ძირითადი მაჩვენებლები

(1) ხსნადობა

ცელულოზა არის პოლიჰიდროქსი პოლიმერული ნაერთი, რომელიც არც იხსნება და არც დნება. ეთერიფიკაციის შემდეგ ცელულოზა ხსნადია წყალში, განზავებულ ტუტე ხსნარში და ორგანულ გამხსნელში და აქვს თერმოპლასტიურობა. ხსნადობა ძირითადად ოთხ ფაქტორზეა დამოკიდებული: პირველი, ხსნადობა იცვლება სიბლანტის მიხედვით, რაც უფრო დაბალია სიბლანტე, მით მეტია ხსნადობა. მეორე, ეთერიზაციის პროცესში შეყვანილი ჯგუფების მახასიათებლები, რაც უფრო დიდია შეყვანილი ჯგუფი, მით უფრო დაბალია ხსნადობა; რაც უფრო პოლარულია ჯგუფი შეყვანილი, მით უფრო ადვილია ცელულოზის ეთერი წყალში ხსნადი. მესამე, ჩანაცვლების ხარისხი და ეთერირებული ჯგუფების განაწილება მაკრომოლეკულებში. ცელულოზის ეთერების უმეტესობა წყალში მხოლოდ ჩანაცვლების გარკვეული ხარისხით შეიძლება გაიხსნას. მეოთხე, ცელულოზის ეთერის პოლიმერიზაციის ხარისხი, რაც უფრო მაღალია პოლიმერიზაციის ხარისხი, ნაკლებად ხსნადი; რაც უფრო დაბალია პოლიმერიზაციის ხარისხი, მით უფრო ფართოა ჩანაცვლების ხარისხის დიაპაზონი, რომელიც შეიძლება დაითხოვოს წყალში.

(2) წყლის შეკავება

წყლის შეკავება ცელულოზის ეთერის მნიშვნელოვანი შესრულებაა და ის ასევე არის შესრულება, რომელსაც ბევრი შიდა მშრალი ფხვნილის მწარმოებელი, განსაკუთრებით სამხრეთ რეგიონებში მაღალი ტემპერატურის მქონე მწარმოებლები, ყურადღებას აქცევენ. ფაქტორები, რომლებიც გავლენას ახდენენ ნაღმტყორცნების წყლის შეკავების ეფექტზე, მოიცავს დამატებული ცელულოზის ეთერის რაოდენობას, სიბლანტეს, ნაწილაკების სისუფთავეს და გამოყენების გარემოს ტემპერატურას. რაც უფრო მეტია დამატებული ცელულოზის ეთერის რაოდენობა, მით უკეთესი იქნება წყლის შეკავების ეფექტი; რაც უფრო დიდია სიბლანტე, მით უკეთესი იქნება წყლის შეკავების ეფექტი; რაც უფრო თხელია ნაწილაკები, მით უკეთესი იქნება წყლის შეკავების ეფექტი.

(3) სიბლანტე

სიბლანტე არის ცელულოზის ეთერის პროდუქტების მნიშვნელოვანი პარამეტრი. ამჟამად, სხვადასხვა ცელულოზის ეთერის მწარმოებლები იყენებენ სხვადასხვა მეთოდებსა და ინსტრუმენტებს სიბლანტის გასაზომად. ერთი და იგივე პროდუქტისთვის, სხვადასხვა მეთოდით გაზომილი სიბლანტის შედეგები ძალიან განსხვავებულია, ზოგიერთს კი გაორმაგებული განსხვავებაც აქვს. ამიტომ, სიბლანტის შედარებისას, ის უნდა ჩატარდეს იმავე ტესტის მეთოდებს შორის, მათ შორის ტემპერატურა, როტორი და ა.შ.

ზოგადად რომ ვთქვათ, რაც უფრო მაღალია სიბლანტე, მით უკეთესი იქნება წყლის შეკავების ეფექტი. ამასთან, რაც უფრო მაღალია სიბლანტე, მით უფრო მაღალია ცელულოზის ეთერის მოლეკულური წონა და მისი ხსნადობის შესაბამისი დაქვეითება უარყოფითად აისახება ნაღმტყორცნების სიძლიერესა და კონსტრუქციულ მუშაობაზე. რაც უფრო მაღალია სიბლანტე, მით უფრო აშკარაა გასქელების ეფექტი ნაღმტყორცნებზე, მაგრამ ეს არ არის პირდაპირპროპორციული. რაც უფრო მაღალია სიბლანტე, მით უფრო ბლანტი იქნება სველი ნაღმტყორცნები. კონსტრუქციის დროს ვლინდება სკრაპერთან დაწებებით და სუბსტრატთან მაღალი ადჰეზივით. მაგრამ ეს არ არის სასარგებლო თავად სველი ნაღმტყორცნების სტრუქტურული სიმტკიცის გაზრდა. მშენებლობის დროს, ცვენის საწინააღმდეგო მოქმედება აშკარა არ არის. პირიქით, ზოგიერთი საშუალო და დაბალი სიბლანტის, მაგრამ მოდიფიცირებული მეთილის ცელულოზის ეთერებს აქვთ შესანიშნავი შესრულება სველი ნაღმტყორცნების სტრუქტურული სიძლიერის გასაუმჯობესებლად.

(4) ნაწილაკების სისუფთავე:

მზა ნაღმტყორცნისთვის გამოყენებული ცელულოზის ეთერი უნდა იყოს ფხვნილი, დაბალი წყლის შემცველობით და სისუფთავე ასევე მოითხოვს ნაწილაკების ზომის 20%-დან 60%-მდე იყოს 63 მკმ-ზე ნაკლები. სისუფთავე გავლენას ახდენს ცელულოზის ეთერის ხსნადობაზე. უხეში ცელულოზის ეთერები, როგორც წესი, არის გრანულების სახით, რომლებიც ადვილად იშლება და იხსნება წყალში აგლომერაციის გარეშე, მაგრამ დაშლის სიჩქარე ძალიან ნელია, ამიტომ ისინი არ არის შესაფერისი მზა ნაღმტყორცნებში გამოსაყენებლად (ზოგიერთი საშინაო პროდუქტი ფლოკულენტულია, არ არის ადვილი დასაშლელი და წყალში ხსნადი და მიდრეკილება შეფუთვისკენ). მზა ნაღმტყორცნებში ცელულოზის ეთერი ნაწილდება აგრეგატებს, წვრილ შემავსებლებსა და ცემენტსა და სხვა ცემენტის მასალებს შორის. მხოლოდ საკმარისად წვრილ ფხვნილს შეუძლია თავიდან აიცილოს ცელულოზის ეთერის აგლომერაცია წყალთან შერევისას. როდესაც ცელულოზის ეთერს უმატებენ წყალს აგლომერაციის დასაშლელად, მისი დაშლა და დაშლა ძალიან რთულია.

(5) ცელულოზის ეთერის მოდიფიკაცია

ცელულოზის ეთერის მოდიფიკაცია მისი მოქმედების გაფართოებაა და ის ყველაზე მნიშვნელოვანი ნაწილია. ცელულოზის ეთერის თვისებები შეიძლება გაუმჯობესდეს მისი დატენიანების, დისპერსიულობის, ადჰეზიის, გასქელება, ემულსიფიკაციის, წყლის შეკავებისა და ფირის წარმომქმნელი თვისებების ოპტიმიზაციისთვის, აგრეთვე ზეთისადმი შეუღწევადობისთვის.

4. გარემოს ტემპერატურის გავლენა ნაღმტყორცნების წყლის შეკავებაზე

ცელულოზის ეთერის წყლის შეკავება ტემპერატურის მატებასთან ერთად მცირდება. მასალების პრაქტიკულ გამოყენებაში, ნაღმტყორცნები ხშირად გამოიყენება ცხელ სუბსტრატებზე მაღალ ტემპერატურაზე (40°C-ზე მაღალი) მრავალ გარემოში. წყლის შეკავების ვარდნამ გამოიწვია შესამჩნევი გავლენა სამუშაოდ და ბზარების წინააღმდეგობაზე. ტემპერატურაზე მისი დამოკიდებულება კვლავ გამოიწვევს ნაღმტყორცნების თვისებების შესუსტებას და განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ამ პირობებში ტემპერატურის ფაქტორების გავლენის შემცირება. ნაღმტყორცნების რეცეპტები სათანადოდ იყო მორგებული და ბევრი მნიშვნელოვანი ცვლილება განხორციელდა სეზონურ რეცეპტებში. მიუხედავად იმისა, რომ იზრდება დოზა (ზაფხულის ფორმულა), შრომისუნარიანობა და ბზარის წინააღმდეგობა მაინც ვერ აკმაყოფილებს გამოყენების საჭიროებებს, რაც მოითხოვს ცელულოზის ეთერის გარკვეულ სპეციალურ მკურნალობას, როგორიცაა ეთერიფიკაციის ხარისხის გაზრდა და ა.შ., რათა წყლის შეკავების ეფექტი იყოს შესაძლებელი. მიღწეულია შედარებით მაღალ ტემპერატურაზე. ის ინარჩუნებს უკეთეს ეფექტს, როდესაც ის მაღალია, ისე, რომ უზრუნველყოფს უკეთეს შესრულებას მძიმე პირობებში.

5. შეტანა მზა ხსნარში

მზა ნაღმტყორცნებში ცელულოზის ეთერი ასრულებს წყლის შეკავების, გასქელების და სამშენებლო სამუშაოების გაუმჯობესების როლს. წყლის შეკავების კარგი შესრულება უზრუნველყოფს, რომ ნაღმტყორცნები არ გამოიწვევს ქვიშას, ფხვნილს და სიძლიერის შემცირებას წყლის დეფიციტის და არასრული დატენიანების გამო. გასქელების ეფექტი მნიშვნელოვნად აძლიერებს სველი ნაღმტყორცნების სტრუქტურულ სიმტკიცეს. ცელულოზის ეთერის დამატებას შეუძლია მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს სველი ნაღმტყორცნების სველი სიბლანტე და აქვს კარგი სიბლანტე სხვადასხვა სუბსტრატებზე, რითაც აუმჯობესებს სველი ნაღმტყორცნების კედლის მუშაობას და ამცირებს ნარჩენებს. გარდა ამისა, სხვადასხვა პროდუქტში ცელულოზის ეთერის როლიც განსხვავებულია. მაგალითად, კრამიტის ადჰეზივებში ცელულოზის ეთერს შეუძლია გაზარდოს გახსნის დრო და დაარეგულიროს დრო; მექანიკური შესხურების ნაღმტყორცნებში მას შეუძლია გააუმჯობესოს სველი ნაღმტყორცნების სტრუქტურული სიმტკიცე; თვითგანლაგებისას მას შეუძლია თავიდან აიცილოს დასახლება, სეგრეგაცია და სტრატიფიკაცია. ამიტომ, როგორც მნიშვნელოვანი დანამატი, ცელულოზის ეთერი ფართოდ გამოიყენება მშრალი ფხვნილის ნაღმტყორცნებში.